/**
 * 为链表设立虚拟头结点 dummyHead
 *
 * 链表的时间复杂度分析:
 *
 *  添加元素            O(n)
 *  addLast(e)         O(n)
 *  addFirst(e)        O(1)
 *  add(index,e)       O(n/2)=O(n)
 *
 *  删除操作            O(n)
 *  removeLast(e)      O(n)
 *  removeFirst(e)     O(1)
 *  remove(index,e)    O(n/2)=O(n)
 *
 *  修改操作             O(n)
 *  set(index,e)       O(n)
 *
 *  查找操作             O(n)
 *  get(index)         O(n)
 *  contains(e)        O(n)
 *
 *
 *  增：O(n)   ——>  如果只对链表头进行操作：O(1)
 *  删：O(n)   ——>  如果只对链表头进行操作：O(1)
 *
 *  改：O(n) (几乎不用)
 *  查：O(n)   -> 只查链表头的元素：O(1)
 *
 *
 * @param <E>
 */
public class LinkedList<E> {
    private class Node{
        public E e;
        public Node next;

        public Node(E e,Node next){
            this.e = e;
            this.next = next;
        }

        public Node(E e){
            this(e,null);
        }

        public Node(){
            this(null,null);
        }

        @Override
        public String toString(){
            return e.toString();
        }
    }

    private Node dummyHead;
    int size;

    public LinkedList(){
        dummyHead = new Node(null,null);
        size = 0;
    }

    /**
     * 获取链表中的元素个数
     * @return
     */
    public int getSize(){
        return size;
    }

    /**
     * 返回链表是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }


    /**
     * 在链表的index(0-based)位置添加新的元素e
     * 在链表中不是一个常用的操作，练习用:)
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index,E e){
        if(index < 0 || index > size)
            throw new IllegalArgumentException("Add failed. Illegal index.");
        Node prev = dummyHead;
        for(int i = 0;i < index;i++)
            prev = prev.next;
//            Node node = new Node(e);
//            node.next = prev.next;
//            prev.next = node;
        prev.next = new Node(e,prev.next);
        size++;

    }

    /**
     * 在链表头部添加新的元素e
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e){
        add(0,e);
    }

    /**
     * 在链表末尾添加新的元素e
     * @param e
     */
    public void addLast(E e){
        add(size,e);
    }

    /**
     * 获得链表的第index(0-based)个位置的元素
     * 在链表中不是一个常用的操作，练习用:)
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index){
        if(index < 0 || index > size)
            throw new IllegalArgumentException("Get failed. Illegal index.");

        Node cur = dummyHead.next;
        for(int i = 0;i < index;i++)
            cur = cur.next;
        return cur.e;
    }

    /**
     * 获得链表的第一个元素
     * @return
     */
    public E getFirst(){ return get(0);}

    /**
     * 获得链表的最后一个元素
     * @return
     */
    public E getLast(){ return get(size - 1);}

    /**
     * 修改链表的第index(0-based)个位置的元素e
     * 在链表中不是一个常用的操作，练习用:)
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index,E e){
        if(index < 0 || index > size)
            throw new IllegalArgumentException("Set failed. Illegal index.");

        Node cur = dummyHead.next;
        for(int i = 0;i < index;i++)
            cur = cur.next;
        cur.e = e;
    }

    /**
     * 查找链表中是否有元素e
     * @param e
     * @return
     */
    public boolean contains(E e){
        Node cur = dummyHead.next;
        while(cur != null){
            if(cur.e.equals(e))
                return true;
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 从链表中删除index(0-based)位置的元素，返回删除的元素
     * 在链表中不是一个常用的操作，练习用:)
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index){
        if(index < 0 || index > size)
            throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Illegal index.");

        Node prev = dummyHead;
        for(int i = 0;i < index;i++)
            prev = prev.next;

        Node retNode = prev.next;
        prev.next = retNode.next;
        retNode.next = null;
        size --;

        return retNode.e;
    }

    /**
     * 从链表中删除第一个元素，返回删除的元素
     * @return
     */
    public E removeFirst(){
        return remove(0);
    }

    /**
     * 从链表中删除最后一个元素，返回删除的元素
     * @return
     */
    public E removeLast(){
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     *  从链表中删除元素e
     * @param e
     */
    public void removeElement(E e){

        Node prev = dummyHead;
        while(prev.next != null){
            if(prev.next.e.equals(e))
                break;
            prev = prev.next;
        }

        if(prev.next != null){
            Node delNode = prev.next;
            prev.next = delNode.next;
            delNode.next = null;
            size --;
        }
    }

    @Override
    public String toString(){
        StringBuilder res = new StringBuilder();

//        Node cur = dummyHead.next;
//        while(cur != null){
//            res.append(cur+"->");
//            cur = cur.next;
//        }
        for(Node cur = dummyHead.next;cur != null;cur = cur.next)
            res.append(cur + "->");
        res.append("NULL");
        return res.toString();
    }

}
